发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足,提供一种超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法。
本发明超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,包括以下步骤:
1)将温度为40℃~120℃含SOx、NOx烟气送入脱硫超重力机,与进入脱硫超重力机的温度为0℃~40℃、浓度为0.5~5.0mol/L的硫化物水溶液在脱硫超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫;所述硫化物选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾;
2)与硫化物水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为0℃~55℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,所述吸收剂含有络合亚铁与硫化物还原剂,所述络合亚铁的络合剂选自乙二胺四乙酸(EDTA)、N-(2-羟乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸(HEDTA)、氮川三乙酸(NTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、柠檬酸中的一种或两种的混合物,所述硫化物还原剂选自硫化钠、硫氢化钠、硫化铵、硫氢化铵、硫化钾或硫氢化钾;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
本发明中,所述吸收剂中总Fe浓度为0.01mol/L~0.5mol/L,硫化物与总Fe的摩尔比为3:1~5:1,所述络合剂与总Fe的摩尔比为1.02:1~2:1,所述总Fe指的是Fe2+和Fe3+之和。所述硫化物优选为硫化铵或硫氢化铵。
本发明中,所述络合亚铁的络合剂优选为EDTA与柠檬酸的混合物,HEDTA与柠檬酸的混合物,EDTA与HEDTA的混合物或NTA与DTPA的混合物。EDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:2~1:4,HEDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:3~1:6,EDTA与HEDTA混合最佳重量比为1:1~1:3,NTA与DTPA混合最佳重量比为1:1~1:3。
本发明的有益效果在于:先利用无机硫化物吸收SOx脱硫,然后利用络合亚铁吸收NOx脱硝,无机硫化物作为还原剂再生吸收剂。本发明采用超重力机作为气液传质强化设备,有利于SOx、NOx的脱除。
本发明在脱硫中,采用无机硫化物吸收SOx,不仅可获得硫磺,产生的亚硫酸盐和硫代硫酸盐还可用于生产作为还原剂的硫化物。
本发明在脱硝中,采用廉价的无机硫化物,不仅能将络合铁还原为络合亚铁,而且能将络合吸收的NO还原为氮气,吸收剂的再生效率高,再生效果好,吸收液可循环应用。还原剂无机硫化物被氧化生成的产物硫磺,可以回收,加工为高质量硫磺产品,不会产生二次污染。
本发明工艺简单,吸收效率高,脱硫率在99%以上,脱硝率在96%以上。
具体实施方式
为了更好地解释本发明,以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,但它们不对本发明构成限定。
本发明试验的两台超重力机的尺寸:转子内直径250mm,转子外直径600mm,转子高度100mm。
实施例1
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后温度为120℃的烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为600~1000ppmv,NO浓度为500~800ppmv,氧气浓度2%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为20℃的硫化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫化钠水溶液的体积比为500:1,硫化钠水溶液的浓度为0.5mol/L;
2)与硫化钠水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为20℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫化钠、HEDTA络合亚铁,总Fe浓度为0.01mol/L,HEDTA与总Fe的摩尔比1.02:1,硫化钠与总铁的摩尔比为5:1,烟气与吸收剂的体积比为100:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为5ppmv,NO浓度为7ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例2
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为40℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为1400~2000ppmv,NO浓度为500~800ppmv,氧气浓度3%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为0℃的硫氢化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫氢化钠水溶液的体积比为1000:1,硫氢化钠水溶液的浓度为1.0mol/L;
2)与硫氢化钠水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为0℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫氢化钠、EDTA络合亚铁,总Fe浓度为0.5mol/L,EDTA与总Fe的摩尔比1.5:1,硫氢化钠与总铁的摩尔比为4:1,烟气与吸收剂的体积比为500:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为10ppmv,NO浓度为17ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例3
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为50℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为1600~2400ppmv,NO浓度为500~800ppmv,氧气浓度5%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为35℃的硫化铵水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫化铵水溶液的体积比为800:1,硫化铵水溶液的浓度为2.0mol/L;
2)与硫化铵水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为55℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫化铵、NTA络合亚铁,总Fe浓度为0.3mol/L,NTA与总Fe的摩尔比2:1,硫化铵与总铁的摩尔比为3:1,烟气与吸收剂的体积比为1000:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为12ppmv,NO浓度为15ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例4
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为60℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为600~1000ppmv,NO浓度为800~1200ppmv,氧气浓度6%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为40℃的硫氢化铵水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫氢化铵水溶液的体积比为800:1,硫氢化铵水溶液的浓度为3.0mol/L;
2)与硫氢化铵水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为45℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫氢化铵、DTPA络合亚铁,总Fe浓度为0.3mol/L,DTPA与总Fe的摩尔比1.6:1,硫氢化铵与总铁的摩尔比为4:1,烟气与吸收剂的体积比为800:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为5ppmv,NO浓度为20ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例5
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为75℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为2300~3100ppmv,NO浓度为800~1200ppmv,氧气浓度6%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为30℃的硫化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫化钾水溶液的体积比为1000:1,硫化钾水溶液的浓度为3.0mol/L;
2)与硫化钾水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为50℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫化钾、EDTA+柠檬酸络合亚铁,总Fe浓度为0.2mol/L,EDTA+柠檬酸与总Fe的摩尔比1.2:1,EDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:3,硫化钾与总铁的摩尔比为3:1,烟气与吸收剂的体积比为800:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为6ppmv,NO浓度为12ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例6
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为90℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为2300~3100ppmv,NO浓度为800~1200ppmv,氧气浓度7%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为20℃的硫氢化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫氢化钾水溶液的体积比为1000:1,硫氢化钾水溶液的浓度为5.0mol/L;
2)与硫氢化钾水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为50℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫氢化钾、HEDTA+柠檬酸络合亚铁,总Fe浓度为0.4mol/L,HEDTA+柠檬酸与总Fe的摩尔比1.2:1,HEDTA与柠檬酸混合最佳重量比为1:5,硫氢化钾与总铁的摩尔比为3:1,烟气与吸收剂的体积比为800:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为5ppmv,NO浓度为9ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例7
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为80℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为2300~3100ppmv,NO浓度为1000~1500ppmv,氧气浓度9%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为25℃的硫化钠水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫化钠水溶液的体积比为1000:1,硫化钠水溶液的浓度为4.0mol/L;
2)与硫化钠水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为40℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫化钠、EDTA+HEDTA络合亚铁,总Fe浓度为0.15mol/L,EDTA+HEDTA与总Fe的摩尔比1.4:1,EDTA与HEDTA混合最佳重量比为1:1,硫化钠与总铁的摩尔比为3:1,烟气与吸收剂的体积比为800:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为7ppmv,NO浓度为8ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。
实施例8
超重力络合亚铁烟气脱硫脱硝的方法,如图1所示,包括以下步骤:
1)将除尘后的温度为50℃烟气以400Nm3/h的流速送入脱硫超重力机,烟气中SO2浓度为2300~3100ppmv,NO浓度为800~1200ppmv,氧气浓度8%v,烟气与由储罐经过泵打入脱硫超重力中温度为35℃的硫氢化钾水溶液在超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硫,烟气与硫氢化钾水溶液的体积比为1000:1,硫氢化钾水溶液的浓度为3.5mol/L;
2)与硫化钠水溶液反应后的烟气从脱硫超重力机气相出口进入脱硝超重力机,再与进入脱硝超重力机的温度为40℃的吸收剂在脱硝超重力机转子填料层中逆流接触,反应脱硝;其中,吸收剂组成为硫化钠、DTPA+NTA络合亚铁,总Fe浓度为0.25mol/L,DTPA+NTA与总Fe的摩尔比1.3:1,NTA与DTPA混合最佳重量比为1:1,硫化钠与总铁的摩尔比为3:1,烟气与吸收剂的体积比为800:1;反应后的净化气从脱硝超重力机气相出口进入除沫器,随后进入排放系统;净化气采用红外光谱仪检测,净化气中SO2浓度为5ppmv,NO浓度为8ppmv;
3)从脱硫超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硫沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硫沉降槽;
4)脱硫沉降槽上部的清液抽出送往脱硫超重力机,同补充的硫化物在线混合后一起流向脱硫超重力机,进行循环吸收脱硫;
5)从脱硝超重力机出来的液体经过平衡罐后进入脱硝沉降槽,将其中的硫磺沉降到底部,经过滤机过滤后回收硫磺,滤液打回脱硝沉降槽;
6)脱硝沉降槽上部的清液抽出送往脱硝超重力机,同补充的硫化物还原剂在线混合后一起流向脱硝超重力机,进行循环吸收脱硝。